探索系外卫星候选体 Kepler 1625b I 的形成情景

若获证实，Kepler 1625 系统中的海王星尺寸系外卫星候选体将成为太阳系外首颗天然卫星。其特征与我们已知的任何卫星都截然不同。Kepler 1625b I 预计质量与海王星相当，并绕一颗十倍木星质量的行星在 40 个行星半径处轨道运行。由于其质量与大轨道间距，该卫星起初被认为是俘获而非原位形成。本工作中，我们研究了该系外卫星候选体原位形成的可能性。为此，我们进行了 N 体模拟以重现卫星形成的晚期阶段，并使用一个巨大的环行星盘来解释该卫星的质量。我们的设置在气体星云耗散后不久开始，此时卫星胚胎已经形成。对于选定的系外卫星系统，我们还考虑了形成后的潮汐演化。我们发现原位形成可解释 Kepler 1625b I 的起源，即便考虑不同的星-行星间距取值亦然。我们表明对于不同的星-行星间距，环行星盘中形成此类卫星所需固体的最小量会变化，该间距越宽所需物质越多。在卫星形成的模拟中许多卫星形成于行星附近，这一情形在系统潮汐演化后发生改变。我们得出结论：若 Kepler 1625 b 卫星系统为原位形成，潮汐演化是塑造其最终构型的重要机制。